顶水泥管穿越施工手册

• 5.6挖土排土 • 每次顶进套管1米，顶完后人工在切土器内取土，排土工具用手 推车装土，人工牵引送到操作坑料斗内，用吊车吊出操作坑运到指定 地点。 • 取土必须严格控制，不得超挖，以避免造成冒顶或其它意外事故, 并可根据实际情况做适当预留。 • 开挖后要及时顶进，及时测量，可使顶力限制在最小的范围内。 • 人工排土时，管内应架设安全电压照明灯具和通风管,要有专门 人员监护。 • 5.7误差校正 • 在顶管过程中必须严格控制误差、及时校正偏差保证顶管质量。 顶管校正方法分为坑内和管端面纠偏两类，它们包括如下方法： • 1）挖土校正法：在管子偏向设计中心的一侧适当超挖，而在相对的 一侧不超挖或留坎，使管子在继续顶进中，逐渐回到设计位置，校正 中不得猛纠硬调，以防产生相反的结果。当偏差为10～20mm时，可 采用此法校正。当管前土方被切削形成一定的土洞空隙时，宜用顶力 设备，采取下述方法校正施工。 • 2）顶木校正法：当偏差大于20mm或者用挖土法校正无效时，可用 圆木或方木一端顶在管子偏离设计中心的一侧管壁上，另一端装在垫 有钢板或木板的管前土壤上，支架稳固后开动千斤顶，利用顶进时顶 木斜支管子所产生的分力，使管子得到校正。
• 3.2施工机具设备配置
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 名称 单斗挖掘机 吊车 中巴 客货 液压顶管机 发电机组 电焊机 螺旋式千斤顶 潜水泵 警示标牌 警示彩带 照明灯 10t 2.5〞 1000 mm×300 mm 宽60 mm 充电 YD-500 50KW 型号 CAT320 20t 30座 单位 台 台 台 台 台 台 台 台 台 块 米 盏 数量 1 1 1 1 1 1 1 2 1 6 400 8 备注
• 在挖发送坑时，后背墙的原土层不得破坏， 后座墙位于顶管工作坑内顶进方向的对面， 是顶进管节设备的支撑面。后座墙所需要 的原土应有不小于7m的厚度，以保证稳定 性。为了保证后座墙的承载力,在操作坑后 侧与原桩管平齐间隔400mm打入300mm工 字钢,再在后面2米处平行打入一排300mm 工字钢,间隔400mm,宽度3米,打桩前将工字 钢一端抽尖, 采用夯锤方式打桩作业,然后再 将两排工字钢焊接连成一体。
• 5.4.3集水坑的设置 • 操作坑开挖同时在操作坑的一角设0.8×0.8×1.0m集水坑集水。用 铁锹挖倒流渠至集水坑,以保证操作坑内多余的积水流入集水坑,施工 时采用2.5寸潜水泵排放积水，抽水周期直至顶管穿越完成。 • 5.4.4操作坑坑底处理 • 由于坑底为淤泥,为保证坑底的稳定性,在坑底铺垫500mm厚毛石 或铺垫竹跳板,再在其上铺设枕木用做安装设备及套管的基础。 • 5.4.5安装导向支架、就位顶管机和套管 • 操作坑处理完毕后，在发送坑后壁用吊车安装后靠背挡板，挡板 规格为3m×2m×0.2。然后再在枕木上垫钢板,钢板上安装液压千斤 顶，用角钢∠100×10加固焊接在底面钢板上把液压千斤顶找平校正。 • 用水准仪测量校正液压顶管机和穿路套管位置，保证套管中心线 与设计中心相吻合，保证顶进对中度的偏差不大于1%，保证施工精 度。确定套管位置后,将前端护壁钢板按套管位置和尺寸用气焊割开。 • 套管安装下坑前应进行外观检查包括管端面的平直度，管壁表面 的光洁度及端面上有无纵向裂纹，套管内表面要保证平整，下端600 弧范围内要抹平，无凸起，检查合格后按示意图就位顶管机和钢筋混 凝土套管。
• 5.4.2作业坑开挖及支护 • 降水作业6天后,在穿越道路两端各开挖一个操 作坑，开挖前用人工开挖纵向探沟的方式,将路边 光缆及管线挖出加以保护，避免在顶管作业时损 伤光缆。 • 现场撒出操作坑的正确尺寸和位置的白灰线,两侧 的顶管操作坑深度根据施工图纸确定，操作坑尺 寸为 6m×6m×hm，操作坑两侧及后面每间隔1 米打桩,操作坑要顶进的前面正中间预留2米顶进 孔,钢桩采用6m长φ159×7钢管,打桩前将钢管一 端抽尖,采用夯锤或者单斗打桩作业,钢管打入地下 与地面平齐, 钢管 顶部用φ159×7钢管在桩管 内侧进行横向焊接连接成方框,再在桩管外侧夯入 δ=20mm钢板,钢板深度与坑底平齐,钢板高度为2 米,钢板以上横向加设竹跳板,竹跳板用铁线与打桩 管绑牢,竹跳板捆绑至与地面平齐,在钢板、跳板和 操作坑的侧面的间隙处,用开挖土把间隙填满至地 表。
备注
δ=20 δ=10 250mm×250mm×2000mm 200×100×16 φ=20 φ159×7
瓶 m2 m2 根 米 米 个
4mm2铜芯电缆 3×6mm2+1×4mm2
米 米
• 4.施工工序流程 • 顶管施工工序流程见下图：
• 5.施工技术措施 • 5.1施工准备 • 施工前熟悉施工图纸，了解地质情况和地形地貌，掌握穿越的结构、 深度要求。检查施工设备、手段用料是否齐全完好。 按照施工计划及 时向业主、监理工程师递交施工方案，向当地公路路政部门办理“公 路穿越施工许可证”。查明穿越段地下是否有管道、电缆、光缆等障 碍物。安排施工队伍、机具、材料及安装安全警示和安全防护设施。 • 5.2测量放线 • 根据设计控制桩，用全站仪放出穿越管段的中心桩，坐标，高程并 撒上白灰线。定出施工区域边界线的位置，在公路穿越期间，设置穿 越点的车辆限速标志和各种安全施工标志牌。 • 5.3三通一平 • 1）依据原始地形地貌，遵循保护农田、减少或防止水土流失的原则， 做好作业带清理施工。特殊地段，组织项目部技术、HSE、质量、施 工和机组人员进行现场办公，确定施工方法，进行重点交底。 • 2）利用机械设备将作业带内影响施工机具通行的石块、杂草树木、 构筑物清理干净，沟、坎坑予以平整，有积水和低洼地段排水填平， 有淤泥地段清除淤泥。 • 3）先在水道内安装过水涵管，保证水流畅通；然后在涵管顶覆盖干 燥土方或编织袋装土码砌，形成畅通作业带；过水涵管的直径必须满 足水渠水流量的需要。
• 3.千斤顶顶管穿越施工 • 3.1顶管作业坑应选在地面高程较低的一侧,作业坑应有足 够的长度和深度,其深度根据穿越管段埋设深度确定。作 业坑底部应铺设枕木和导轨,导轨作为套管前进的轨道， 承受顶进反力的作业坑背面应采取加强措施。 • 3.2在地下水位高的低端,应采取降、排水措施,保证顶管作 业正常进行。 • 3.3在地质情况复杂、易塌方的地段,开挖作业坑应采取开 挖梯台、板桩等措施防止塌方;并应设置安全通道。 • 3.4顶管作业坑的开挖不得影响路基的稳定,作业坑的地不 应平整、结实。 • 3.5顶管用千斤顶应根据计算顶力选择。 • 3.6应用仪器对中心线方向进行测量控制,确保精度。 • 3.7顶管前,应将顶管设备就位且试运行良好,其穿越中心线 与管道设计中心线一致,顶管时,顶铁中心线应与穿越中心 线平行、对称。套管进入土层后,应采用人工方法自上而 下开挖取土。在管道下135°位置不得超挖,管顶部超挖量 不应大于15mm,顶进作业时,宜在套管外壁涂润滑剂。
顶水泥管穿越 施 工 操 作 手 册
辽河油田油建二公司穿越工程分公司 二零一一年五月
• • • • • • • • • •
• • • •
1. 编制依据 施工技术标准《油气输送管道穿越工程施工规范》 GB 50424-2007 GB 50424-2007验收规范中与顶管穿越施工的有关的内容: 顶管穿越施工 1.一般规定 1.1穿越管道的安装应使其与周围土壤之间的空隙最小。 1.2穿越管道的管顶距铁路路肩下面不得小于1.7m,距公路路面不得小 于1.2m,在路边沟底最低处埋深不得小于1.0m,路边沟为主要水渠时, 距水渠最低处的埋深不得小于1.5m。 1.3带套管穿越时,套管长度伸出路基坡脚外宜大于2m。 1.4安装在套管内的穿越管道应采用绝缘物支撑使其与套管不接触,并 使安装后无外部径向载荷传递到穿越管道上。 1.5穿越管段穿入套管前,套管内不得有污物,穿越管段应在防腐层检 漏合格后穿入套管内,穿入后应用500V·M Ω表检测套关于穿越管段 之间的绝缘电阻,其值应大于2MΩ,检测合格后应按设计要求封堵套管 的两端。 1.6穿越管段与套管端部的环形空间应按设计进行封堵,其长度应大于 200mm。 2测量放线 2.1应根据设计给定的控制桩位,放出穿越中心线,并应设置穿越中线 桩、施工带边线桩,做出明显标志。 2.2放线时应同时放出发送坑与接收坑的位置与尺寸。
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
碘钨灯 警示灯 照明电缆 氧气 乙炔 钢板 钢板 钢板 重型工字钢 钢丝绳 钢管 军用帐篷 照明电缆 电缆
1000W 电瓶式 2.5mm 2×2
单位 套 套 米 瓶
数量 4 2 100 3 5 36 10 108 44 210 2 200 100
• 2.3公路顶管穿越基本方式示意图：
公路
大 于 120 0
套管
大于 等于 100 0m m
穿越段管道
• 3 施工配置 • 3.1施工人员配置
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 工种 机组长 技术员 质检员 HSE监督员 监督员 起重工 管工 火焊工 电焊工 设备操作手 司机 数量 1 1 1 1 2 2 1 1 2 2
• 5.5顶管作业 • 启动液压千斤顶开始顶管，开始时速度要缓慢，第一节混凝土套 管的对中度必须控制好。顶管机的每个顶进行程完成后，退回原位， 由人工排净管内淤土，更换纵向顶铁，然后继续顶进，直到行程达到 第一节混凝土套管的长度时，吊装下一节混凝土套管，准备顶进，顶 管施工采用20t吊车配合施工吊装钢筋混凝土顶管及吊取土方直至顶 管施工结束。 • 纵向顶铁用200×100×16重型工字钢制作，根据混凝土套管长 度和液压顶管机顶进行程需制作1000mm、2000mm短节各一个，短 节断面形状为II型。 • 顶进过程中需随时观测套管进土的对中度，一旦发现有偏移趋势， 要立即停止顶进，采用螺旋式千斤顶人工校正。 • 顶进操作时要注意油压变化，发现不正常时立即停止顶进，并检 查原因。千斤顶活塞伸长度应在规定范围内，以免损坏千斤顶结构。 • 顶管穿越施工在整个顶进操作中应坚持连续作业（若顶进时间间隔过 长土拱容易下塌，使顶力增大），采用轮班制24小时连续作业，夜间 施工时做好安全防护工作。如此反复，使混凝土套管抵达公路另侧的 接收坑，即完成顶进过程。
DRC 1200×2000 GⅢA JC/T 640混凝土套管 2 × Ⅲ 混凝土套管
短接
液压千斤顶
发电机
顶板
背靠板
• 2.2顶力计算 • 工程施工采用钢筋混凝土管。 • 根据总顶力经验计算公式F＝n×G×L • 其中n＝土质粉质粘土系数 • G＝每米套管自重 • L＝顶管长度 • 每米套管自重＝材料密度×每米套管体 积 • 公路顶管长度以路面实际宽度计算，土 质按粉质粘土，含水量较小时，开挖后能 短期形成土拱，土质粉质粘土系数取1.5~2。 • 总顶力F＝n×G×L
• 3.8顶管时,应采用测量仪器控制中心线和高程,以施工放线时布置的中 心桩为基准导向监控。第一根套管顶进中心线偏差不应超过管长的 3%。初始顶进中,每顶进300mm检查一次,正常顶进后,每顶进1m至少 检查一次。 • 3.9顶进纠偏时,每次纠偏角度不宜过大,可根据管径、顶进长度和土质 情况确定,宜为5′-20′之间。 • 3.10采用轴向液压千斤顶配以液压站施工时，应严格控制油泵的压力， 使油泵压力平稳上升。3.11顶管作业宜连续进行，不宜中途停止，套 管全部顶进以后，为保证穿越管段正常传入，可将套管内用砂浆适当 找平。 • 3.12套管顶进中心线偏差不应大于套管长度的5%。 • 3.13应将发送坑和接收坑内穿越管段下部回填并夯实。管周围300mm 内应回填细土保护，作业坑应回填并夯实。
• 5.4现场布置
• 5.4.1降水 • 根据设计资料和现场测定确定穿越点地下水位 情况，采取降水措施，在操作坑旁设置降水井6口 （井深25m），进行降水施工，施工开始前6天开 始降水，一直持续至施工作业结束。 • 降水井套管采用预制砼滤管，砼滤管规格为 DN400，每根长度为1m。 • 降水井分布位置应设置在操作坑两边侧，距坑边 距为2.5～3.0m，保证降水影响半径及施工操作安 全，降水设备采用扬程30m的2寸潜水泵进行。排 出的污水泥浆应设置排污池，经二次沉淀后，水 质达到地方要求的排放标准后方可进行排放处理。 • 降水井待最后公路穿越施工完成后，按要求给予 填土封闭恢复。
• 2施工方法 • 2.1顶管施工方法介绍 • 顶管穿越施工设备主要包括千斤顶、工 作管、顶铁及运土设备等。 • 施工前开挖工作坑，将设备安装就位， 吊装套管、安装顶板，利用液压千斤顶顶 推套管，每顶进一Fra Baidu bibliotek行程，退回顶缸，操 作人员进入套管内挖土外运，然后加入套 管并更换顶铁继续顶进，循环作业，直至 套管顶至对面接收坑；拆除设备，清理套 管内余土，进行主管线穿越。